STEP#25 Sintesi finale

In quest'ultimo post andremo a ripercorrere la strada che ci ha portati fin qui.

Siamo partiti dallo studio della parola fabbricare, dalla definizione all'etimologia, anche in altre lingue oltre all'italiano, per poi andare a scoprire il significato attribuito al nostro verbo durante la storia dell'uomo. Abbiamo mostrato con un'immagine l'azione del fabbricare e poi abbiamo osservato l'espressione della stessa all'interno della mitologia, attraverso le figure di Efesto e di Dedalo, per poi concentrarci su qualcosa di più concreto, come il mondo pubblicitario. Ci siamo addentrati nell'ambito letterario con il "Memoriale" di Paolo Volponi, e abbiamo ritrovato anche nell'opera di Dante l'azione del fabbricare espressa in versi; abbiamo trovato una presenza anche nelle arti figurative, col futurismo, e nel cinema, con il film "Modern Times" di Chaplin. Dopo di che abbiamo analizzato come il fabbricare si sia evoluto durante il periodo del Covid-19. Per quanto riguarda l'ambito della storia abbiamo ripercorso, dall'antichità all'epoca moderna alcune invenzioni importanti che riguardano il nostro verbo. In seguito abbiamo citato degli avvenimenti importanti nel settecento, nell'ottocento e nel novecento, come l'invenzione del motore a vapore, l'utilizzo del cemento armato e il fenomeno della Ford Model T, prodotta da Henry Ford, che è anche stato scelto come protagonista del fabbricare. Successivamente ci siamo addentrati nel mondo della scienza e abbiamo parlato di una disciplina scientifica fondamentale per la fabbricazione, ovvero la meccatronica, e abbiamo parlato del materiale che sta alla base della fabbricazione dei componenti elettronici, cioè il silicio. Infine, dopo aver citato anche un importante brevetto riguardante un macchinario per la produzione di carta e aver provato ad immaginare un'ipotetica fabbrica del futuro, completamente automatizzata, di cui abbiamo anche creato un volantino, abbiamo creato una mappa concettuale che racchiude le principali idee intorno al verbo fabbricare. 

STEP#24 Mappa concettuale

STEP#23 Volantino dell'industria del futuro

STEP#22 E nel futuro?

Una fabbrica completamente automatizzata dove non sia più necessario l'intervento dell'uomo, ma grazie ad una A.I. ( Artificial Intelligence) estremamente sofisticata sia in grado di autogestirsi, ovvero di tenere sotto controllo produzione, trasferimento delle merci e anche gestione di eventuali guasti.

Oramai viviamo in un mondo che giorno dopo giorno viene sempre di più automatizzato...cosa succederà nel settore produttivo?

Sebbene la fabbriche siano tutte dotate di macchinari in grado di svolgere lavori più o meno complessi, sicuramente in futuro la robotica all'interno delle fabbriche aumenterà esponenzialmente; ed è così che mi immagino l'industria del futuro.

Per quanto riguarda la robotica ci saranno, oltre ai macchinari tipici impiantati nelle catene di montaggio, dei robot umanoidi in grado di svolgere i lavori, che prima sarebbero stati svolti da degli operai.

Questo salto di qualità nell'automatizzazione sarà possibile sia grazie ad un miglioramento a livello software, per quanto riguarda l'intelligenza artificiale, ma anche grazie ad una maggiore precisione di sensori da applicare alle macchina, per fare in modo che esse siano il più possibile affidabili nello svolgere le proprie mansioni.

STEP#21 Un brevetto rivoluzionario nella fabbricazione della carta

Oggi parleremo del brevetto di una macchina che mise le basi per la fabbricazione della carta, prodotta da Louis Nicolas Robert.

Questa macchina nacque dall'esigenza della cartiera Didot-Sant-Léger di Essones di produrre più carta a causa di una richiesta del Ministero delle finanze. Sostenuto ed incoraggiato da Didot Saint-Léger, che gli mette a disposizione i capitali, la sua fabbrica e il suo personale, incoraggiandolo soprattutto nella direzione di una macchina che impieghi pochi operai, Robert progredisce nel progetto e il 9 settembre 1798 presenta al ministro della finanza due fogli di carta prodotti con la sua macchina. Egli dichiara che la sua invenzione semplifica le operazioni, rendendo la manutenzione meno dispendiosa e soprattutto fabbricando carta di dimensioni straordinarie senza l'intervento di alcun operaio e con mezzi puramente meccanici.

A questo punto, dato il funzionamento corretto del macchinario, L.N. Robert brevetta la macchina il 18 gennaio del 1799, per cui riceve un compenso di 4000 franchi.

Tuttavia questa macchina agli inizi era poco efficiente e Robert pensò di abbandonare le sue ricerche. A questo punto Didot si offrì di acquistare il brevetto e si associò con i fratelli Fourdrinier che perfezionarono la macchina e depositarono a loro volta due brevetti.

La macchina dei fratelli Fourdrinier resa la produzione più efficiente, ma bisogna ricordare che essa si basa sul principio di funzionamento della macchina di Robert

Macchina di Robert

                                   

 

                                    

Funzionamento macchina di Fourdrinier

                              

STEP#20 Un materiale fondamentale nei nostri tempi

I materiali che potrebbero essere associati al verbo fabbricare sono moltissimi dal momento che da quasi ogni cosa è possibile dare forma a qualcosa di nuovo. Quindi ho deciso di portare su questo blog un materiale di mio grande interesse, siccome sono iscritto al corso di ingegneria elettronica, il silicio. 

Il silicio è, infatti, alla base della produzione di dispositivi a semiconduttore, ovvero di materiali in cui sia possibile effettuare l'operazione del drogaggio, necessaria per aumentare di diversi ordini di grandezza la conducibilità del materiale.

Ora occorre porsi una domanda fondamentale; perché il silicio è così ampiamente utilizzato nell'elettronica?

Le motivazioni sono molte, ma proviamo ad esplicitarne alcune: la sua alta reperibilità in natura, il che lo rende un materiale economico, la sua capacità a lavorare correttamente anche a diverse temperature e la facilità nel legarlo ad altri elementi chimici per modificarne le proprietà.

Entrando nel lato più applicativo il silicio è largamente utilizzato nella produzione di diodi a giunzione, transistor BJT (Bipolar Junction Transistor) e dispositivi MOSFET ( Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), che sono gli elementi attivi base dell'elettronica sia analogica che digitale.

Struttura interna di un MOSFET

Transistor BJT

Diodo

                  

STEP#19 Una disciplina scientifica per fabbricare

Una disciplina che ha avuto e sta avendo grande impiego nell'ambito della produzione nelle fabbriche è la meccatronica.

La meccatronica è una disciplina che mischia altre tre discipline, la meccanica, l'elettronica e l'informatica ed ha, tra altri, l'obiettivo di automatizzare i sistemi di produzione, aumentando considerevolmente l'efficienza della produzione.

Un sistema meccatronico è sostanzialmente formato dal alcuni blocchi fondamentali: l'impianto da controllare, come un motore elettrico, l'attuatore dell'impianto, come l'elettronica di potenza, il controllore dell'impianto, un sensore, che misuri in che stato si trova il sistema ed infine un blocco per la retroazione (feedback).

Sebbene storicamente la meccatronica abbia avuto un grande utilizzo nell'industria, adesso i campi applicativi sono i più svariati come l'ambito aerospaziale, la domotica per la casa e anche in campo medico.

Un tipico sistema meccatronico

STEP#18 Un fatto di cronaca

Oggi riporto un fatto di cronaca abbastanza recente e relativo al periodo che stiamo vivendo a causa dell'epidemia di Covid-19; si tratta di fabbricazione abusiva di mascherine.

Questa infrazione è avvenuta a Napoli, dove all'interno di un supermercato dismesso era stata allestita una fabbrica di mascherine, ovviamente non a norma, prodotte grazie all'utilizzo di macchinari specializzati.

Prima dell'arrivo della guardia di finanza erano già stati prodotti 106.000 dispositivi di protezione individuale.

Per maggiori informazioni allego qui il link alla pagina dell'ANSA.

STEP#17 Abbecedario

• A come Attrezzo
• B come Build in  inglese
• C come Costruzione
• D come Dedalo
• E come Edificare
• F come Fabbrica
• G come Gustave Eiffel
• H come Henry Ford
• I come Industria
• L come Lavorazione
• M come Macchinario
• N come Nanofabbricazione
• O come Operaio
• P come Produzione
• Q come Quadrirotore
• R come Radio
• S come Struttura
  
• T come Trasformazione
• U come Unione
• V come Vulcano (Dio romano)
• Z come Zippo

STEP#16 Un protagonista del fabbricare

Come già accennato nello scorso post parleremo di Henry Ford.

Iniziò la sua carriera lavorativa come apprendista in officine meccaniche, dove acquisì le capacità per la costruzione di un'automobile a benzina; successivamente fondò la Detroit Automobile Company che poi lasciò per lavorare da solo e costruire una vettura a 4 cilindri con l'intento di farla gareggiare.

Nel 1903 fondò la Ford Motor Company facendola, nel giro di qualche anno, diventare la più grande fabbrica d'automobili del mondo. 

Fin dall'inizio il suo obiettivo era quello di costruire una macchina semplice e leggera, di buona qualità e ad un prezzo contenuto, in modo che potesse essere acquistato dalla gran parte degli americani. Decise perfino di alzare lo stipendio dei suoi operai in modo che avessero anche loro i soldi per acquistare la macchina che loro stessi producevano. Il modello più famoso è la Ford T, prodotta dal 1909 al 1926 in 15 milioni di esemplari. La grande vendita della vettura, che portò ad una "motorizzazione" di massa, incise particolarmente nella storia industriale e sociale non solo degli Stati Uniti, ma anche dell'Europa. 

Tutto questo fu possibile grazie all'introduzione del lavoro in grande serie e all'invenzione della catena di montaggio, che costituirono gli elementi portanti di un nuovo sviluppo industriale e di un nuovo modo di fabbricare.

Henry Ford nel 1919

STEP#15 Un evento importante nel Novecento

Oggi parleremo di una macchina che rappresenta l'inizio di un'era dominata dalla produzione di massa: la Ford Model T.

Questa vettura , conosciuta anche come "Tin Lizzie" o "Flivver", fu una dei primi autoveicoli prodotti dalla Ford Motor Company, ma sopratutto, la prima ad essere prodotta in grande serie; questo fu reso possibile dalla tecnica, impiegata per la prima volta in questo contesto, della catena di montaggio.

La Model T venne progettata da Henry Ford, uno dei padri dell'azienda, a cui dedicherò il prossimo post su questo blog.

Questa vettura ebbe un grandissimo successo ai tempi, tanto che è stato calcolato che tra la metà degli anni dieci e degli anni venti la metà di tutte le macchine circolanti, su scala globale, era costituito da Ford Model T. Questo fu reso possibile per due ragioni principali: la grande quantità di veicoli prodotti ed il prezzo ridotto.

Grazie alla nuova tecnica di produzione, infatti, erano necessari solamente 93 minuti per assemblare tutte le componenti per costruire la vettura, il che portò la Ford a costruire un numero di veicoli maggiore rispetto a quello di tutti i concorrenti messi insieme.

Per quanta riguarda il prezzo, invece, a causa del grande numero di vetture prodotte e dalla facilità di produzione, la casa automobilistica riuscì ad abbassare i prezzi considerevolmente. I primi modelli costavano intorno ali 850 dollari, contro i 2.000-3.000 dollari delle altre aziende; tra il 1926 e il 1927 si arrivò ad un costo, per la versione base, di soli 285 dollari.

Ford Model T

STEP#14 Un evento importante nell'Ottocento

Nell'Ottocento iniziò ad essere utilizzato un materiale che stravolse l'ambito delle costruzioni di opere civili: il calcestruzzo armato.

Il calcestruzzo armato è un materiale costituito dalla miscela di cemento, acqua, sabbia e aggregati, come ad esempio la ghiaia dentro la quale viene immersa un'armatura di barre di acciaio.

A differenza di quello che si potrebbe pensare il calcestruzzo armato non fu impiegato inizialmente nella costruzioni di edifici, o altre opere civili, ma in ambito navale, come venne mostrato durante l'Esposizione Universale di Parigi nel 1855, quando venne presentata una piccola imbarcazione formata da una struttura metallica ricoperta di un sottile strato di cemento.

In realtà già dal 1830 William Wilkinson nella sua pubblicazione "The Encyclopædia of Cottage, Farm and Village Architecture" propose la tecnica di inserire delle grate di acciaio all'interno del calcestruzzo per creare opere edilizie; tecnica che sperimentò costruendo un piccolo cottage in cui pavimento e tetto vennero rinforzati grazie all'utilizzo dell'acciaio.

Un'altro tentativo fu fatto dal giardiniere Joseph Monier che utilizzo il cemento armato per la costruzione dei suoi vasi da fiori, e nel 1867 brevettò la realizzazione di vasi con questa particolare tecnica. Nel 1867 partecipò all'Esposizione di Parigi, dove i suoi vasi vennero notati da  François Hennebique, che colpito dall'idea di Monier iniziò ad interessarsi a questo materiale e ,nel corso di alcuni anni, iniziò ad utilizzarlo su larga scala in tutta Europa.

Anche in Italia iniziarono le costruzioni in cemento armato: uno dei pionieri di questa tecnica nel nostro paese fu l'ingegnere Giovanni Antonio Porcheddu, che, oltre ad altre svariate edificazioni in cemento armato, fu autore della costruzione del Ponte del Risorgimento a Roma, uno dei primi ponti ad essere stati costruiti con questa tecnica.

Ponte del Risorgimento a Roma

STEP#13 Un evento importante nel Settecento

Tra fine 600' e durante il 700' si ha un importante avanzamento tecnologico per quanto riguarda lo sviluppo e l'utilizzo dei primi motori a vapore, che diventeranno fondamentali nei processi di fabbricazione nell'industria e nei trasporti.

Prima di tutto facciamo chiarezza su cosa sia un motore a vapore: è una macchina motrice in grado di trasformare l'energia termica in energia meccanica, tramite l'ebollizione di una certa quantità d'acqua che producendo vapore si espande andando a mettere in movimento un pistone.

L'utilizzo del vapore non è una tecnica che nasce nel 700', bensì è in questi anni che questa tecnologia inizia a trovare un impiego su larga scala. 

Il primo tentativo lo fece Thomas Newcomen nei primi anni del 1700 creando la così detta, macchina di Newcomen, che fu la prima applicazione del vapore all'interno dei processi industriali. Tuttavia questa macchina era costosa, grande e poco potente e a partire dal 1765 fu rimpiazzata dalla macchina di Watt, che in realtà era un perfezionamento alla macchina precedente

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Schema della macchina di Newcomen

Le due differenze sostanziali tra le due macchine stanno nell'utilizzo di un condensatore esterno e del moto rotativo anziché alternativo che come conseguenza garantivano da una parte una maggiore efficienza termodinamica e dall'altra la possibilità di diverse applicazioni industriali, tanto da diventare uno dei simboli della prima rivoluzione industriale. 

Macchina di Watt

Fabbricazione di una CPU

Siccome sono iscritto al ramo di ingegneria elettronica voglio riportare un video molto interessante fatto da "Tom's Hardware" in collaborazione con "Intel" in cui vengono illustrati i passaggi per la fabbricazione di una CPU.

STEP#12 Fabbricare nel Medioevo e in epoca moderna

Abbiamo visto, nello step#01 di questo blog, come il verbo fabbricare si associabile anche all'azione dell'inventare, quindi vorrei in questo post andare ad approfondire due importanti passaggi, tra epoca medioevale e moderna, per quanto concerne lo sviluppo del volo e delle prime macchine volanti.

Partendo dall'epoca medioevale citiamo Abbas ibn Firnas, il quale visse in Spagna tra l'810 e l'888, durante la dominazione islamica, e tutt'ora è considerato uno dei padri dell'aviazione, tanto da avere un cratere lunare sotto il suo nome, in quanto fabbricò una macchina volante, che provò anche sperimentalmente lanciandosi da una torre della città di Cordova.

A cavallo tra medioevo e epoca moderna anche Leonardo si interessò della possibilità di far volare un uomo e quindi progetto un'aeromobile a superficie alare battente, ispirata dal movimento delle ali degli uccelli. I disegni e progetti di Leonardo sono ammirabili ancora oggi nel "Codex Atlanticus". 

Disegno macchina volante di Leonardo

Schizzi struttura ornitottero

Per quanto riguarda l'epoca moderna risale al 21 novembre del 1783 il primo volo andato a buon fine che portò un equipaggio umano, grazie alla mongolfiera. La mongolfiera ha dei precedenti nella cultura cinese nelle lanterne "kongming", ma il concetto di pallone d'aria calda come lo intendiamo oggi fu introdotto intorno alla fine del XVIII secolo dai fratelli Montgolfier . I primi esperimenti di questa macchina avvennero senza alcun tipo di equipaggio, mentre in seguito, per studiare se vi fossero degli effetti particolari su gli esseri viventi, venne avviato un volo nel 1783 con a bordo una pecora , un'oca e un gallo, che completato senza problemi portò al primo volo con equipaggio umano nel 1783.

Rappresentazione dei fratelli Montgolfier che presentano la
mongolfiera a Versailles.

STEP#11 Fabbricare ai tempi del Coronavirus

La drammatica pandemia mondiale che stiamo vivendo in questo periodo ha creato problematiche e disagi, oltre che nelle nostre vite private, alle aziende, sia grandi che piccole: basti pensare che con il Dpcm anti coronavirus del 22 Marzo furono chiuse circa il 75% delle industrie italiane. Consiglio di dare uno sguardo all'articolo del giornale "Il Messaggero" che riporta i settori che vennero bloccati. Per nostra fortuna le fabbriche relative al settore alimentare e di altri beni primari sono rimaste aperte senza far sfociare questa crisi epidemica ed economica anche in una crisi alimentare.

Da una parte il "lockdown" e dall'altra un forte impegno nella produzione di mascherine e respiratori per le terapie intensive, per cercare di coprire la totalità del fabbisogno nazionale e tentare di svincolarsi dalla dipendenza delle esportazioni. Infatti molte aziende, hanno deciso di riconvertire la propria produzione per rispondere alla crescente domanda di questi prodotti, ma anche di altri come ad esempio, camici per operatori sanitari e gel disinfettante. Per leggere più dettagliatamente di alcune aziende che hanno contribuito potete andare a leggere a questo link.

STEP#10 Un po' di cinema

Questo spezzone è tratto dal film "Modern Times" di Charlie Chaplin uscito nel 1936. Chaplin porta in chiave comica un argomento che abbiamo trattato anche in uno dei post precedenti, ovvero il rapporto uomo-macchina in un'epoca sempre più industrializzata.

STEP#09 Arti figuartive

"La città che sale" è un'opera dell'pittore futurista Umberto Boccioni, che attraverso la vivacità dei colori e il disegno le cui linee vanno ad accentuare il movimento delle figure, rappresenta la la forza del lavoro usata per fabbricare e costruire in un' Italia che si stava sempre di più industrializzando e modernizzando.

Umberto Boccioni, 1910-1911, olio su tela, 199,3x301 cm, Museum of Modern Art, New York

STEP#08 Fabbricare nell'antichità

La fabbricazione ha in qualche modo sempre fatto parte delle attività dell'uomo, come già abbiamo accennato più volte in questo blog (si veda ad esempio lo step#02); si è partiti dalla fabbricazione di utensili utilizzati per fabbisogni primari, come la caccia o la preparazione di pelli, fino ad arrivare alla produzione in serie come la conosciamo oggi.

Rappresentazione grafica di un antico tornio
 a tavolo, proposta dall'archeologo Ștefan Cucoș

Sono moltissime le citazioni che si potrebbero fare relative all'azione del fabbricare nel corso della storia, quindi ho deciso di porre l'attenzione su uno strumento che permise una fabbricazione di prodotti quasi in serie: il tornio.

Il tornio o ruota del vasaio è un macchinario utilizzato per modellare l'argilla dando forma a vasi, che si diffuse intorno al VIII secolo a.C., andando a sostituire la modellazione a mano. Vi fu la diffusione di due tipi di tornio: il tornio lento e quello veloce.

 Il tornio lento consiste in un disco, su cui è appoggiato il vaso, fatto ruotare attorno ad un'asse verticale grazie alla spinta delle mani. Questa tecnica aveva l'inconveniente di dover far girare il disco distogliendo le mani dalla modellazione, portando ad una minor precisione nel prodotto finale.

Utilizzo del tornio veloce

In seguito il tornio fu migliorato nel così detto, tornio veloce, aggiungendo alla base una ruota o un pedale che permettesse di far girare il disco senza usare le mani, e anche di farlo ruotare ad una velocità costante sotto il controllo del vasaio; questa invenzione permise di creare vasi in serie, ovvero molto simili gli uni con gli altri, e con minori tempi di produzione.

STEP#07 ...e in versi

Nel terzo post di questo blog ho già citato l'arsenale di Venezia come uno dei primi esempi di fabbrica, nel senso moderno del termine, in epoca preindustriale. Dante ci da una descrizione di esso nella Divina Commedia:

Entrata dell'arsenale dipinta dal Canaletto, 1732

«Quale nell'arzanà de' Viniziani
bolle l'inverno la tenace pece
a rimpalmare i legni lor non sani,
ché navicar non ponno - in quella vece
chi fa suo legno nuovo e chi ristoppa
le coste a quel che più vïaggi fece;
chi ribatte da proda e chi da poppa;
altri fa remi e altri volge sarte;
chi terzeruolo e artimon rintoppa -;
tal, non per foco ma per divin' arte,
bollia là giuso una pegola spessa,
che 'nviscava la ripa d'ogne parte.»

(Dante Alighieri, Divina Commedia, Inferno XXI, vv. 7-18)